Введение к работе
Актуальность проблемы. Врожденные пороки сердца (ВПС) относятся к наиболее тяжелой патологии детского возраста. По значимости прогноза для жизни ребенка они занимают одно из первых мест среди всех поражений сердца в детском возрасте (Бокерия Л.А., 1996, 1999; Караськов А.М., 2001). Среди ВПС серьезную проблему для кардиохирургов, кардиологов, неонатологов составляют пороки с выраженной гипоксемией, среди которых самым распространенным является транспозиция магистральных сосудов (ТМС) (Школьникова М.А. и др., 1997, 2002; Белоконь Н.А., Подзолков В.П., 1991; Kirklin J.W., 1986). Частота встречаемости этого порока составляет 7 – 15% от всех ВПС (Бураковский В.И., Бокерия Л.А., 1986) и 20 – 40% среди новорожденных, попадающих в поле зрения кардиохирургов в первую неделю жизни (Kirklin J.W., 1986).
В последние годы в связи с развитием новых технологий в кардиохирургии ВПС, возможностью ремоделирования полостей сердца, изучение компенсаторной гипертрофии миокарда при этой патологии приобрело новое значение (Мровчински В. и др., 2006)
К настоящему времени патологической анатомии, патофизиологии сердца при ВПС посвящена обширная литература. В работах физиологов, морфологов (Меерсон Ф.З., 1964 – 1981; Саркисов Д.С., 1995; Струков А.И., 1995; Егорова И.Ф., 1996; Bruck K., 1976; Anversa P. et al., 2002; Carnes C.A., 2004) показано, что в условиях длительной гиперфункции, в результате компенсаторной гипертрофической перестройки отделов сердца, отмечается увеличение толщины стенок желудочков, длины оттока и притока крови. Кроме этого отмечено, что степень гипертрофии мышечной ткани в разных участках одного и того же органа часто отличается, и связано это с различной функциональной активностью зон миокардиальной стенки, как в условиях покоя, так и функциональной нагрузки.
Патологическая гипертрофия миокарда качественно отличается от физиологической, так как она может не соответствовать потребности органа и организма в целом (Непомнящих Л.М., 1991 – 1996). При этом механизмы, лежащие в основе гипертрофии, являются универсальными и существенно не различаются при различных патологических процессах.
Усиление функциональной нагрузки в условиях измененной гемодинамики обеспечивают не только гипертрофия и гиперплазия внутрисердечных структур (Шперлинг И.Д.,1980; Anversa P. et al., 1978, 1980; Chimenti C. et al., 2003), но и процессы компенсаторной гипертрофии, происходящие на клеточном уровне, и гиперпластические – на субклеточном, которые довольно полно описаны при разной сердечной патологии как в зависимости от степени функциональной нагрузки, так и от возраста (Вайль С.С., 1940; Меерсон Ф.З., 1960; Саркисов Д.С., 1960 – 1984).
Однако остается нерешенным вопрос, в каком соотношении находятся эти процессы при «патологическом увеличении» в условиях физиологического роста у новорожденных и детей раннего возраста. По мнению некоторых авторов (Бродский В.Я., 1992; Takamatsu T. et al., 1983; Vliegen et al., 1986), увеличение сердечной мышцы у человека сопровождается увеличением количества ядер в кардиомиоцитах и повышением плоидности ядер. Более высокая, чем в норме, полиплоидия отмечена в ядрах гипертрофированных кардиомиоцитах. Между тем, в миокарде человека в норме, как и у других млекопитающих, много двуядерных клеток, есть многоядерные. Считается, что двуядерная клетка по основным параметрам своей активности не отличается от одноядерной той же плоидности (Brodsky V.Y., 1980 – 1991).
Несмотря на большой интерес многих исследователей в последние десятилетия к проблеме компенсаторной перестройки миокарда и коронарных артерий (Лушникова Е.Л. и др., 2001; Клинникова М.Г. и др., 2005; Kajstura J. et al., 2000; Lakatta E.G., 2003), развивающейся при различных патологических состояниях, в частности, и при врожденных пороках сердца, многие вопросы кардиопатологии остаются неразрешенными. Остается открытым вопрос о механизмах развития гипертрофии миокарда в такой многочисленной группе пациентов, как дети первого года жизни. Важной задачей современного этапа развития кардиохирургии является поиск путей точной диагностики, определение наиболее информативных признаков в лечении сложных, ранее считавшихся неоперабельными ВПС, к числу которых относится и ТМС (Kirklin J.W., 1986 – 1993).
Сложность лечения этих пороков заключается в необходимости правильно оценить возможности желудочков сердца в обеспечении адекватного сердечного выброса (Castaneda A.R., 1988 – 1992). Эта оценка должна основываться на определении возможных временных границ в возрастных периодах, благоприятных для проведения результативной коррекции порока сердца. На сегодняшний день еще не вполне установлены взаимоотношения процессов физиологического роста сердца и развития компенсаторной гипертрофии миокарда, особенно в раннем периоде жизни (Simpson P.C., 1988; Khan A.S. et al., 2001; Mallat Z. et al., 2000; De Lange T., 2002), обусловленных гемодинамическими и вегетативными факторами. Однако полученные экспериментальные данные подтверждают то, что возраст также является очень важным фактором в определении типа, скорости и функциональной особенности реакции миокарда на перегрузку давлением (Isoyama S., 1987; Re R.N., 1988; Fujii A.M., 1988). Поэтому хирургическая коррекция должна быть выполнена в оптимальной фазе сердечного роста, предрасполагающего к нормальной функции желудочков, что устранит неблагоприятные эффекты ВПС на другие жизненно важные органы. Изучение этого направления и стало объектом нашего научного исследования.
Цель исследования – оценить особенности клинико-функционального развития сердца и провести анализ морфологической перестройки миокарда у больных первого года жизни с транспозицией магистральных сосудов.
Задачи исследования:
-
Ретроспективно изучить результаты хирургического лечения врожденного порока сердца – транспозиции магистральных сосудов у новорожденных и детей раннего возраста с нормо-гиперволемией малого круга кровообращения.
-
Сопоставить клинико-функциональные изменения на дооперационном этапе ведения пациентов с морфологическими параметрами развития сердца у данной категории пациентов.
-
Выявить и изучить основные причины интраоперационного и послеоперационного летального исхода у больных с транспозицией магистральных сосудов.
-
Изучить особенности гипертрофического и гиперпластического вариантов компенсации в возрастном аспекте (начиная с неонатального периода) у кардиохирургических больных с транспозицией магистральных сосудов и пациентов с внесердечной патологией.
-
Изучить типовые изменения сосудов сердца у умерших больных с транспозицией магистральных артерий в сравнении с пациентами аналогичного возраста, умершими от иных соматических заболеваний.
-
Определить значение степени влияния компенсаторной гипертрофии миокарда и структурной перестройки сосудистого русла сердца у больных с транспозицией магистральных сосудов на исход и прогноз кардиохирургической коррекции.
7. Изучить кардиометрические особенности сердца при различных анатомических вариантах транспозиции магистральных сосудов и сопоставить их с распределением химических элементов в миокарде правого и левого желудочков сердца. Оценить активность процессов перекисного окисления липидов в миокарде на примере расчетной активности супероксиддисмутазы и малонового диальдегида.
Научная новизна. Впервые с использованием многофакторного морфологического анализа изучены особенности гипертрофического и гиперпластического вариантов компенсаторно-приспособительной перестройки миокарда в возрастном аспекте (начиная с неонатального периода) у кардиохирургических больных с транспозицией магистральных сосудов.
Впервые проведена комплексная оценка структурных изменений разных отделов сердца и коронарных артерий у этой категории пациентов.
Впервые получены новые данные о влиянии компенсаторных изменений кардиомиоцитов и структурной перестройки сосудистого русла миокарда больных с транспозицией магистральных артерий на исход и прогноз кардиохирургической коррекции.
Впервые проведен сравнительный клинико-морфологический анализ по методам хирургической коррекции в возрастном аспекте.
Впервые проведено комплексное изучение кардиометрических особенностей сердца при различных анатомических вариантах транспозиции магистральных сосудов с сопоставлением их с распределением химических элементов в миокарде правого и левого желудочков сердца.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты проведенного клинико-морфологического исследования, основанного на выделении возрастных структурно-функциональных критериев сердечной деятельности, существенно расширяют представление о влиянии компенсаторных изменений кардиомиоцитов и структурной перестройки сосудистого русла миокарда больных с транспозицией магистральных сосудов на исход и прогноз кардиохирургической коррекции.
Результаты работы использованы для разработки эффективных подходов к выполнению радикальных операций у новорожденных и детей раннего возраста. Применение разработанных положений позволило выявить оптимальные сроки оказания хирургической помощи пациентам с транспозицией магистральных сосудов, что в конечном итоге позволило улучшить прогноз послеоперационного периода и соответственно качество жизни оперированных детей.
Изучение клинических и морфологических параметров сердца у больных ТМС с использованием статистического анализа позволило выделить среди них наиболее информативные показатели, которые используются в научной и практической работе Центра детской кардиохирургии и хирургии новорожденных, лаборатории патоморфологии и электронной микроскопии ФГУ «Новосибирского НИИ патологии кровообращения им. академика Е.Н.Мешалкина Росмедтехнологий», а также ряда патологоанатомических отделений г. Новосибирска.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Новорожденные пациенты ТМС с интактной межжелудочковой перегородкой (ИМЖП) и дети грудного возраста с дефектом межжелудочковой перегородки (ДМЖП) являются наиболее тяжелыми по течению заболевания и относятся к возрастным группам, у которых отмечается ухудшение практически всех исследуемых клинико-морфологических показателей. Оптимальными возрастными границами, в пределах которых возможно выполнение результативной кардиохирургической коррекции у пациентов ТМС с ИМЖП, является неонатальный период, а для ТМС с ДМЖП – период новорожденности.
2. Основными факторами, влияющими на послеоперационную летальность больных ТМС с ИМЖП и ДМЖП, являются недостаточность кровообращения 2 Б стадии, гипотрофия II – III степени, толщина стенки левого желудочка (ЛЖ), размер правого желудочка (ПЖ), давление в легочной артерии, размер дефекта межпредсердной перегородки (ДМПП) менее 5 мм, размер ДМЖП более 5 мм, а также продолжительность искусственного кровообращения, объем операционной и послеоперационной кровопотери.
3. Сердечная недостаточность с последующим развитием полиорганной недостаточности – наиболее частая причина клинической тяжести состояния и летальных исходов больных с врожденным пороком сердца – транспозицией магистральных сосудов. Операционное и послеоперационное кровотечение может быть как самостоятельным фактором, так и одним из осложнений, усугубляющим течение заболевания.
4. К моменту хирургической коррекции ТМС в миокарде развивается комплекс компенсаторно-приспособительных, дистрофических и деструктивных изменений, которые проявляются гетерогенностью паренхиматозно-стромальных взаимоотношений. Степень выраженности таких изменений обусловлена возрастными особенностями организма и уровнем гемодинамических нарушений. Экспрессия скелетного миозина в гипертрофированных кардиомиоцитах клинически проявляется нарастанием явлений сердечной недостаточности вследствие снижения скорости сокращения гипертрофированных волокон. В группе ТМС с ИМЖП пик полиплоидизации кардиомиоцитов в обоих желудочках сердца приходится на период новорожденности, а у больных ТМС с ДМЖП – на возраст 1 – 6 мес. У пациентов старше 6 мес в ремоделировании сердца преобладают гиперпластические процессы, связанные с интенсивной полиплоидизацией ядер.
5. Обменные процессы, происходящие в миокарде детей с ВПС, сопровождаются изменениями в содержании ряда химических элементов, которое при ТМС существенно отличается от нормы. Развитие патологической гипертрофии сердца в условиях выраженной гипоксии сопровождается избыточным содержанием в миокарде Mn, Cu и дефицитом K, Zn, Se, Cr, Ni. Дефицит Ni ограничивает обменные процессы и ангиогенез в миокарде, что еще более усугубляет тканевую гипоксию при ТМС.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на юбилейной научно-практической конференции «Достижения и нерешенные проблемы и перспективы развития сердечно-сосудистой хирургии» (Екатеринбург – 2000), итоговой научной конференции молодых ученых (Новосибирск, 2000), научно-практической конференции «Прогресс и проблемы в диагностике и лечении заболеваний сердца и сосудов» (Санкт-Петербург, 2000), 2-х научных чтениях, посвященных памяти академика Е.Н.Мешалкина (Новосибирск, 2000), Всероссийской научно-практической конференции «Современные методы диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы (Новосибирск, 2001), 3-х научных чтениях, посвященных памяти академика Е.Н.Мешалкина (Новосибирск, 2002), VI, VIII, IX ежегодных сессиях Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых (Москва 2002, 2004, 2005), IX, XIII Всероссийском съездах сердечно-сосудистых хирургов (Москва 2005, 2007), Всероссийской научно-практической конференции патологоанатомов, посвященной 100-летию со дня рождения профессора П.Г.Подзолкова (Красноярск, 2008), заседании Ученого совета ФГУ «Новосибирский НИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина Росмедтехнологий» (Новосибирск, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 32 печатные работы, из них 9 – в журналах по списку ВАК.
